秸秆还田量对稻麦轮作农田土壤碳库、微生物及产量的影响

【摘要】：农作物秸秆是农业生产中最主要的副产品,也是一种具有多种用途、开发前景广阔的可再生性物质资源。我国是一个农业大国,每年约产秸秆8亿t,秸秆量约占世界秸秆的30%。随着保护性耕作的发展,秸秆还田作为一种有效的利用途径,不但可以解决传统秸秆焚烧带来的环境污染问题,而且对提高土壤肥力,以及农业可持续发展具有重要作用。本研究于2011年6月-2013年6月在江苏省扬州市槐泗镇肖胡村试验田,通过开展田间小区试验,研究短期条件下,不同秸秆还田量对稻麦两熟制农田土壤碳库、微生物、酶活性及周年稻麦产量的影响,旨在探索适合当地生产的适宜秸秆还田量,为提高土壤肥力和完善当地秸秆还田技术提供理论基础和实践依据。试验主要研究结果如下：1.适宜的秸秆还田量对提高土壤养分和增加作物产量具有显著效果无论在稻季还是在麦季,秸秆还田均能显著增加土壤全氮、速效磷和速效钾的含量并且能提高水稻和小麦的产量,表现为：稻麦秸秆均还田仅一季秸秆还田秸秆不还田。在稻季,以连续4500 kg·hm-2麦秸还田量和6750 kg·hm-2稻秸还田量的处理组合对土壤全氮和速效钾含量影响最显著；在麦季,以连续3000 kg·hm-2麦秸还田量和4500kg·hm-2稻秸还田量组合处理对土壤全氮和速效钾含量影响最显著。产量方面,稻麦两季产量均以连续3000 kg·hm-2麦秸还田量和4500 kg·hm-2稻秸还田量组合处理效果增产显著,并且周年粮食产量比秸秆不还田处理高出20.7%。由此可见,适宜的秸秆还田量能提高土壤养分并且增加作物产量。2.适宜的秸秆还田量对提高酶活性和微生物生物量碳氮含量有明显效果不同秸秆还田量处理均能提高土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶的活性,在稻季土壤中,以连续3000 kg·hm-2麦秸还田量和4500 kg·hm-2稻秸还田量组合处理对土壤蔗糖酶和过氧化氢酶影响最显著；在麦季土壤中,以连续4500 kg·hm-2麦秸还田量和6750kg·hm-2稻秸还田量的处理组合对土壤蔗糖酶和过氧化氢酶影响最显著；对于脲酶,在稻季和麦季均以稻麦秸秆全量还田处理效果最显著。秸秆还田在不同的土壤深度均能增加土壤微生物生物量碳氮的含量,总体表现为：稻麦季秸秆均还田仅一季秸秆还田秸秆均不还田,其中,半量以上的秸秆还田效果较明显。由此可见,适宜的秸秆还田能够提高土壤微生物的数量和活性,有效的改善土壤环境。3.适宜的秸秆还田量能提高士壤有机碳含量无论是在稻季还是麦季,秸秆还田各处理在三个土壤深度(0～7,7～14和14～21cm)均能增加土壤总有机碳和活性有机碳组分的含量,具体表现为：稻麦季秸秆均还田仅一季秸秆还田秸秆均不还田。随着土壤深度的加深,土壤总有机碳和活性有机碳组分的含量均逐渐降低,说明秸秆还田能影响土壤有机碳的垂直分布。秸秆还田各处理对不同土壤深度土壤有机碳的影响存在一定的差异性,但具有相同的规律性：连续中高量的秸秆还田连续低量的秸秆还田。对于稻季,在0～21cm土壤深度,均以连续4500 kg·hm-2麦秸还田量和6750 kg·hm-2稻秸还田量的组合处理的土壤总有机碳、易氧化有机碳和水溶性有机碳的含量显著高于秸秆不还田处理；对于麦季,在0～21cm土层,以连续3000 kg·hm-2麦秸还田量和4500 kg·hm-2稻秸还田量组合处理对土壤总有机碳和易氧化有机碳含量影响最显著。总体来说,该范围内的秸秆还田量均能增加土壤总有机碳和活性有机碳的含量,并且中高量的秸秆还田处理具有明显优势。由此可见,适宜的秸秆还田量对提高土壤有机碳储量具有一定的作用。 【关键词】：秸秆还田量 作物产量 土壤微生物 土壤酶活性 土壤碳库
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S141.4
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-11
• 第一章 引言11-21
• 1.1 研究背景与课题来源11-12
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 课题来源12
• 1.2 国内外研究进展12-18
• 1.2.1 秸秆还田技术的发展12-13
• 1.2.2 秸秆还田对土壤养分和作物生长的影响13-15
• 1.2.3 秸秆还田对土壤微生物和酶活性的影响15-17
• 1.2.4 秸秆还田对土壤碳库的影响17-18
• 1.3 研究目的及意义18
• 1.4 研究内容18-19
• 1.5 技术路线19-21
• 第二章 秸秆还田量对土壤养分和作物产量的影响21-31
• 2.1 材料与方法22-24
• 2.1.1 试验地概况22
• 2.1.2 试验设计22-23
• 2.1.3 试验开展与田间管理23
• 2.1.4 样品采集与测定23
• 2.1.5 数据分析23-24
• 2.2 结果与分析24-28
• 2.2.1 秸秆还田量对土壤养分的影响24-25
• 2.2.2 秸秆还田量对作物产量及其构成因素的影响25-28
• 2.3 讨论与小结28-31
• 2.3.1 讨论28-29
• 2.3.2 小结29-31
• 第三章 秸秆还田量对土壤微生物和酶活性的影响31-41
• 3.1 材料与方法32-33
• 3.1.1 试验地概况32
• 3.1.2 试验设计32
• 3.1.3 试验开展与田间管理32
• 3.1.4 样品采集与测定32-33
• 3.1.5 数据分析33
• 3.2 结果与分析33-36
• 3.2.1 秸秆还田量对土壤微生物的影响33-35
• 3.2.2 秸秆还田量对土壤酶活性活性的影响35-36
• 3.3 讨论与小结36-41
• 3.3.1 讨论36-37
• 3.3.2 小结37-41
• 第四章 秸秆还田量对土壤碳库的影响41-55
• 4.1 材料与方法42-43
• 4.1.1 试验地概况42
• 4.1.2 试验设计42
• 4.1.3 试验开展与田间管理42
• 4.1.4 样品采集与测定42-43
• 4.1.5 数据分析方法43
• 4.2 结果与分析43-48
• 4.2.1 秸秆还田量对稻季土壤碳库的影响43-46
• 4.2.2 秸秆还田量对麦季土壤碳库的影响46-48
• 4.3 土壤碳库、养分、微生物活性以及周年粮食产量之间的相关性分析48-51
• 4.4 讨论与小结51-55
• 4.4.1 讨论51-52
• 4.4.2 小结52-55
• 第五章 全文讨论与结论55-61
• 5.1 讨论55-57
• 5.1.1 秸秆还田量对土壤养分和作物产量的影响55-56
• 5.1.2 秸秆还田量对土壤酶活性和微生物生物量碳氮的影响56
• 5.1.3 秸秆还田对土壤碳库的影响56-57
• 5.2 结论57-58
• 5.3 创新点58
• 5.4 不足之处和展望58-61
• 参考文献61-69
• 硕士期间发表学术论文69-71
• 致谢71

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